机器人关节裂纹传动系统机电耦合动态特性研究

作     者：莫帅 周长鹏 王檑 胡庆森 高瀚君 岑国建 MO Shuai;ZHOU Changpeng;WANG Lei;HU Qingsen;GAO Hanjun;CEN Guojian

作者机构：广西大学机械工程学院南宁530004 天津工业大学机械工程学院天津300387 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074 北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室北京100191 宁波中大力德智能传动股份有限公司宁波315301 

基　　金：国家自然科学基金(52265004) 中国科协青年人才托举工程(2018QNRC001) 数字制造装备与技术国家重点实验室开放基金(DMETKF2021017) 直升机传动技术国防科技重点实验室开放基金(HTL-0-21G07) 江苏省泰州市双创计划资助项目 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第58卷第19期

页      码：57-67页

摘      要：服务机器人关节采用驱控一体化集成设计,并且传动系统采用小模数变位齿轮。关节频繁运动容易导致齿轮传动系统产生裂纹,裂纹引起刚度变化从而影响整个系统的动态特性。根据变位齿廓建立变位齿轮裂纹刚度计算模型,分别研究变位系数、多种裂纹形式对时变啮合刚度的影响;其次利用集中参数法构建了机器人关节机电耦合平移—扭转动力学模型,并将驱动电机的电磁特性、齿侧间隙等因素考虑入方程中;最后通过统计学分析裂纹对传动系统的影响。研究结果表明:正变位使刚度增大,负变位反之;双侧裂纹对刚度的影响明显大于单侧;随着裂纹加深,时变啮合刚度加速降低;随着传动系统级数的增加,裂纹对传动系统的影响逐渐减弱。研究结果为变位齿轮传动系统裂纹故障诊断提供理论基础。

主 题 词：时变啮合刚度 变位齿轮 机电耦合动力学 故障诊断 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2022.19.057

馆 藏 号：203115580...